Необходимость в мелиорации
Факторы жизни растений
Незаменимыми факторами жизни растений являются: свет, тепло, воздух, вода, питательные вещества, реакция среды.
В земледелии они получили название земных и космических факторов жизни растений. К космическим факторам относятся свет и тепло, к земным – вода, диоксид углерода, кислород, азот, фосфор, калий, кальций и многие другие элементы.
Космические факторы жизни растений в земледелий, по существу, не регулируются или регулируются незначительно. Земные факторы удается регулировать и создавать оптимальные условия для роста и развития культурных растений.
Рост и развитие растений зависят от интенсивности и спектрального состава света. Недостаток света приводит к голоданию и гибели растений, а избыточная освещенность – к угнетению и ожогам. Физиологическое воздействие света на растение происходит через фотосинтез, определяя его скорость. Поток солнечных лучей, богатых ультрафиолетом, оказывает бактерицидное действие на микрофлору.
Среди сельскохозяйственных растений широко распространен фотопериодизм, связанный с условиями освещения. К фотопериодическим реакциям относят наступление фаз роста и развития. По продолжительности освещения выделяют растения длинного дня (не менее 12 ч, такие как озимая рожь, овес, пшеница, ячмень, горох, лен-долгунец, вика, горчица), короткого (менее 12 ч – кукуруза, просо, рис, соя, фасоль, хлопчатник) и нейтрального дня.
Физиологические процессы в растении протекают только при определенном количестве тепла. Оценку потребности растений в тепле дают по сумме активных температур (выше 10 °С) за период вегетации. Колебания потребности в тепле одних и тех же культур зависят от сорта. Каждое растение предъявляет определенные требования к теплу, меняющиеся на протяжении вегетации. Особое значение имеет теплообеспеченность растений в начальные периоды жизни растений, т.е. при прорастании семян и появлении всходов. Оптимальная температура для роста и развития большинства культур 20-25°С. При температуре немногим выше 30°С наблюдается торможение роста, а при повышении её до 50-52°С растения погибают. Знание требований растений к теплу позволяет правильно установить сроки посева, разработать приемы обработки почвы и меры борьбы с сорными растениями, а также позволяет дать агроэкологическую оценку условиям выращивания и размещения культур с учетом агроландшафтов
Требования растений к влагообеспеченности. Вода – важнейшее условие жизни растений. Она необходима для прорастания семян, служит составной частью синтезируемого органического вещества, средой для питательных веществ и биохимических процессов. Оптимальная влажность корнеобитаемого слоя почвы, при которой достигается максимальная интенсивность роста растений, изменяется в пределах 65-90 % наименьшей влагоемкости (НВ). Оптимальное соотношение воды и воздуха для сенокосов и пастбищ 1:5, для овощных культур 1:2, для зерновых – 1:3. Одним из показателей потребности растений в воде служит транспирационный коэффициент, т. е. количество воды, необходимое для создания единицы сухого вещества в растении.
Потребность растений в воде изменяется по фазам роста и развития сельскохозяйственных культур.
В растениях из простых органических соединений и минеральных веществ образуются сложные органические продукты. Они состоят из углерода, кислорода, водорода, азота и многих минеральных элементов. На долю первых трех элементов приходится 94% сухого вещества растений, причем углерод по массе составляет в сухом веществе в среднем 45%, кислород – 42% и водород – 7%. Оставшиеся 6 % сухой массы урожая приходятся на долю азота и зольных элементов. Все наземные растения ежегодно извлекают из атмосферы около 20 млрд. т. углерода в форме СО2 (1300 кг/га).
Земледелец активно вмешивается в круговорот веществ в почве, используя такие факторы и приемы, как удобрения, современные технологии, мелиорацию земель, различные виды и сорта сельскохозяйственных растений, оказывая существенное влияние на почвенные процессы.
По мере интенсификации земледелия возникает необходимость улучшения всего комплекса почвенных свойств, расширенного воспроизводства ее плодородия. Возможность такого преобразования почвы заложена в ее природе как возобновляемого природного ресурса. Однако при неправильном использовании почва может утратить плодородие.
Установлены определённые закономерности во взаимоотношениях растений с окружающей их средой, получившие название законов земледелия.
Закон незаменимости факторов жизни растений – не один из факторов не может быть полностью заменен другими. Согласно этому закону для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений – космических и земных. Например, недостаток фосфора нельзя заменить избытком азота, а ограниченное поступление света восполнить лучшим обеспечением растений водой и т.д.
Закон минимума – повышение урожайности всегда ограничено фактором, оказывающемся в минимуме.
Закон оптимума – при постоянно возрастающих дозах факторов урожайность повышается до тех пор, пока не пройдено состояние оптимума.
Закон совокупного действия факторов жизни растений. Чем больше факторов находится в оптимуме, тем меньше отрицательное влияние фактора, находящегося в минимуме.
Закон возврата. – чтобы плодородие почвы не снижалось, факторы, выносимые с урожаем (вода и питательные вещества) должны постоянно восполняться.
Соблюдение и выполнение законов земледелия позволяет направленно влиять на процессы формирования урожая и плодородие почвы.
Природная обеспеченность почв факторами жизни растений
По природным условиям, и в частности по количеству осадков и теплу, районы нашей страны далеко не одинаковы. В зависимости от баланса влаги и тепла территорию России условно делят на пять зон: тундру, лесную, лесостепь, степь, пустыню.
В тундре и лесной зоне, где осадков выпадает больше, чем испаряется, наблюдается переувлажнение и заболачивание почв. В лесостепной зоне испарение превышает количество осадков, в степной и полупустынной зонах осадков выпадает в 2,5-9 раз меньше, чем испаряется.
Помимо крупных природных зон, в нашей стране для административных и хозяйственных целей выделены природно-хозяйственные, а для целей районирования сельскохозяйственных культур, внесения удобрений и других нужд – специальные сельскохозяйственные зоны или районы. Природно-хозяйственные районы обычно включают несколько административных областей, более или менее сходных по природным условиям.
При выделении мелиоративных зон и районов и тем более отдельных объектов орошения и осушения внутри крупных природных зон приходится учитывать не только климат и ландшафт, но и почвенно-гидрологические условия:
· рельеф и механический состав почв (пойма, древняя терраса, предгорье, пески, просадочные земли и др.);
· типы почв и их сочетание (чернозёмы, дерново-подзолистые, засоленные почвы и др.);
· гидрогеологические и гидромелиоративные свойства почв и грунтов, которые характеризуются наличием водоупора, близостью стояния и минерализацией грунтовых вод, их отточностью, водопроницаемостью и водоподъёмной способностью, общей и свободной ёмкостью насыщения почв и грунтов и др.
А. Н. Костяков при выделении зон различного увлажнения пользовался коэффициентом водного баланса
К=μ·Р/Е,
где μ – коэффициент использования осадков;
Р – осадки за год, мм;
Е – испаряемость, мм.
Европейская территория России была разделена А. Н. Костяковым на три крупные зоны: избыточного увлажнения - К>1; неустойчивого увлажнения – К=1 и недостаточного увлажнения - К<1.
При выделении климатических зон Н. Н. Иванов пользовался коэффициентом увлажнения К=Р/Е, где Р – сумма осадков за год, мм; Е – годовая испаряемость, равная сумме месячной испаряемости (∑Ем ), мм. В лесной, наиболее увлажнённой зоне коэффициент К будет >1,0.
Г. Т. Селянинов при выделении климатических и сельскохозяйственных зон пользуется гидротермическим коэффициентом
К=Р·10/∑t,
где Р – сумма осадков за период вегетации, мм;
∑t – сумма среднесуточных температур воздуха за тот же период, °С.
Гидротермический коэффициент по Г. Т. Селянинову в зависимости от степени увлажнения имеет следующие значения: при полном бездождье – 0; при сильной засухе – 0,5; при границе засухи – 1; при хорошем увлажнении – 1,5; при избыточном увлажнении – 2.
Наиболее благоприятным гидротермическим коэффициентом обладают районы Нечернозёмной зоны и северной лесостепи. Гидротермические коэффициенты сильно снижаются в летние месяцы.
Мелиорация как фактор регулирования факторов жизни растений
Мелиорация – это коренное улучшение земель путем проведения гидротехнических, культуртехнических, химических, противоэрозионных, агролесомелиоративных, агротехнических и других мероприятий.
Мелиорация, изменяя водный режим почв в необходимом для сельскохозяйственного производства направлении, воздействует на воздушный, питательный, тепловой и агробиологический режимы почв, улучшает их плодородие и создает условия для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.
Типы мелиорации:
1. Гидромелиорация
2. Агролесомелиорация
3. Культуртехническая
4. Химическая
Гидромелиорация – проведение комплекса мелиоративных мероприятий, обеспечивающих улучшение заболоченных, излишне увлажненных, засушливых, эродированных, смытых и других земель, состояние которых зависит от воздействия воды. Она направлена на регулирование водного, воздушного, теплового и питательных режимов почв на мелиорируемых землях.
Гидромелиорация подразделяется на виды:
· Оросительные;
· Осушительные;
· Противоэрозионные;
· Противопаводковые;
· Противооползневые;
· Противоселевые.
Агролесомелиорация – улучшает плодородие земель при помощи древесной растительности в сочетании с травяной (облесение и залужение склонов и оврагов, создание лесных защитных полос, закрепление движущихся песков, облесение водохранилищ и т.д.
Культуртехнические мелиорации – это система мероприятий, направленных на приведение земель в состояние пригодное для сельскохозяйственного использования.
Культуртехнические мелиорации подразделяются на виды:
· Выравнивание контуров сельскохозяйственных угодий;
· Расчистка площадей от древесно-кустарниковой растительности, а также пней, камней, кочек, дернины;
· Планировка поверхности почвы;
· Первичная обработка;
· Первичное окультуривание пахотного слоя;
· Сельскохозяйственное использование мелиорируемых земель.
Химические мелиорации – улучшают плодородие почвы путем внесения извести, гипса, фосфоритной муки и других химических элементов.
Главной целью сельскохозяйственных мелиораций является наиболее эффективное использование земельных ресурсов.